Studierea construcției cablurilor optice și măsurarea parametrilor lor

Scopul lucrarii: Studierea constructiei cablurilor optice cu destinatie diferita,insusirea tehnologiei de atenuare a semnalului optic si a coeficientului de atenuare

Proba teoretica:

CABLURI DIN FIBRE OPTICE

Desi fibra optica simpla are o mare flexibilitate, datorita faptului ca energia si cantitatea de informatie transmise prin fibra sunt limitate, se folosesc cabluri alcatuite din mai multe fibre optice simple.

Cablurile de fibre optice sunt de doua feluri:

1. cabluri necoerente sau ghiduri de lumina, care se folosesc atunci cand semnalul transmis de o fibra optica simpla a cablului nu este corelat cu semnalele transmise se celelalte fibre simple ale cablului; in astfel de cabluri nu este importanta pozitia relativa a diferitelor fibre simple care alcatuiesc cablul;

2. cabluri coerente, folosite in special pentru transmiterea imaginilor; la asemenea cabluri pozitia relativa a diferitelor fibre simple care intra in componenta acestora este de importanta vitala.

CABLURI NECOERENTE

Functia primara a cablurilor necoerente este de a transmite lumina dintr-un loc in alt loc. Avantajele lor fata de alte dispozitive optice care pot indeplini acelasi rol sunt flexibilitatea, eficienta ridicata, compactitatea si posibilitatea de modelare a sectiunii transversale a fasciculului luminos. Flexibilitatea permite ghidarea luminii dupa drumuri complicate fara sa fie necesara folosirea oglinzilor sau a prismelor. Eficienta ridicata poate avea valori mai mari decat unul. Cu ajutorul cablurilor optice se poate modifica atat forma sectiunii transversale a unui fascicul luminos cat si numarul de fascicule transmise; un singur fascicul de lumina poate fi divizat in mai multe fascicule de lumina separate, sau mai multe fascicule de lumina pot fi combinate intr-un singur fascicul de lumina.

Structura de aranjare a fibrelor optice simple intr-un cablu poate fi sau hexagonala sau patratica, Intr-un montaj hexagonal fibrele optice ocupa o fractiune egala cu π/2√3=0,9069 din suprafata unui element de retea (reprezentat punctat in figura), daca nu se ia in consideratie grosimea staratului protector de material, si ocupa o fractiune egala cu o,9069 R0/R1 daca se considera si grosimea stratului protector, R1 fiind raza sectiunii transversale corespunzatoare stratului protector. Intr-un aranjament patratic fractiunea este de π/4=0,785, ceea ce determina ca transmitanta acestor cabluri sa fie mai mica decat cea a cablurilor cu aranjament hexagonal de 2/√3=1,115 ori.

Diametrul fibrelor optice de sticla folosite pentru alcatuirea cablurilor poate ajunge pana la 0,15mm fara ca flexibilitatea cablului sa se reduca prea mult. Daca se folosesc fibre optice de material plastic, diametrul maxim poate fi decca 1,5mm. Prin curbarea (indoirea) cablurilor, cele mai solicitate sunt fibrele optice exterioare. Astfel de solicitari duc la micsorarea transmitantei cablului. In cazul cablurilor de sticla transmitanta se stabilizeaza la o valoare cu cca 1% sau 2% mai mica decat cea initiala dupa aproximativ 100 de solicitari, pe cand la cablurile din fibre de material plastic transmitanta continua sa se reduca cu cresterea numarului de solicitari.

Temperatura pana la care se folosesc cablurile de sticla depinde de materialul stratului protector si de materialul folosit pentru unirea fibrelor si poate fi de pana la 4ooºC, iar temperatura maxima la care se mai pot folosi cablurile de plastic este impusa de materialul plastic folosit pentru obtinerea fibrelor.

CABLURI COERENTE

Deoarece fiecare fibra optica simpla, componenta a cablului, poate transporta o anumita cantitate de energie, corespunzatoare unui anumit element de suprafata a obiectului, independent si fara influenta fibrelor vecine, cablurile coerente servesc pentru transmiterea imaginilor dintr-un loc in altul.

Fibra optica este extrasa din furnal pe un tambur, avand insa grija de a pozitiona spirele succesive ale elicoidului unele langa altele fara sa se suprapuna. Dupa ce s-a obtinut latimea dorita, se depune un nou strat prin inversarea sensului de spiralare a fibrei, numarul straturilor depinzand de numarul de fibre care trebuie sa alcatuiasca cablul. Dupa ce s-a realizat numarul dorit de straturi, fibrele de pe tambur se taie paralel cu axa tamburului. Procedeul nu permite obtinerea unor fibre mai subtiri de cca 20 μm, motiv pentru care se procedeaza la reincalzirea cablului si intinderea sa obtinandu-se fibre cu diametre de cca 5 μm.

Datorita grosimii finite a materialului invelisului protector, o anumita cantitate de energie se pierde. Imprastierile din miezul fibrei si la suprafata fibrelor duc de asemenea la pierderi de energie. Ambele fenomene contribuie la trecerea luminii dintr-o fibra in alta. In cazul cablurilor nocerente aceasta duce, in cel mai rau caz, la micsorarea fluxului luminos. In cazul cablurilor coerente insa trecerea luminii dintr-o fibra in alta este insosita de micsorarea contrastului din imaginea finala, motiv pentru care fibrele se acopera cu un strat metalic protector sau cu un strat opac de sticla.